Eidg. Anstalt für Wasserversorgung Abwasserreinigung und

C. FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG
C.1 Wasserversorgung
Reaktionsgeschwindigkeit von Ozon mit Wasserinhaltsstoffen
In früheren Studien gelang es, die Reaktionsmechanismen, die zur
Oxidation der in Wasser vorhandenen Spurenstoffe führen können, zu
identifizieren. Nun galt es, das Ausmass und die Geschwindigkeiten,
mit denen sich die einzelnen Prozesse abspielen, zu messen. 1977
haben wir für grössere Serien verschiedener Modellsubstanzen die
Geschwindigkeitskonstanten bestimmt, mit denen sie mit molekularem
Ozon in Wasser direkt reagieren können. Diese Konstanten weichen
z.T. um einige Grössenordnungen von denjenigen ab, die für nichtwässerige
Systeme bekannt sind. Die Auswertung des nun vorliegenden
Datenkataloges zeigt, dass mit der für eine Wasseraufbereitung
zur Verfügung stehenden Ozonkonzentration und Reaktionszeit nur
Verunreinigungen folgender Art oxidiert werden können: Nicht-substituierte
Olefine; Benzole mit Substituenten, die elektrophile
Reaktionen besonders begünstigen (Phenole, poly-Methylbenzole etc.);
Amine, sofern sie als freie Amine auftreten, Formiation etc. Nicht
tangiert werden jedoch Verbindungen, die für elektrophile Reaktionen
nicht zugänglich sind: Alkylalkohole, Aldehyde, Alkylquecksilber,
Benzol, Ammoniumionen, Harnstoff, Per- und Trichloräthylen,
Glukose etc. Diese Substanztypen können nur über einen indirekten
Mechanismus, der stark von der Zusammensetzung des Wassers abhängt,
oxidiert werden.
(J. Hoigné, H. Bader)
10sec -
(CH 3 ) 3 N(0/-81
10 Std \ Ben ol
100 Std -
"Acetat
\Perchlor
\ÇI CI\\ Hornstoff
NH 2
C1,\ ^C\=0
\\ \NH?.
Kresole le
Reaktionszeit
T
OH
(5.CH3 Naphthalin
Abb. 2
Kinetik direkter Ozonungsreaktionen in
Wasser
Reaktionszeit T: Ozonungszeit, innerhalb
welcher die Konzentration der eingezeichneten
Substratmoleküle auf jweils 37 %
der Anfangskonzentration abfällt. (Berechnung
aus experimentell bestimmten
Geschwindigkeitskonstanten mit Annahme,
dass die Ozonkonzentration der in Wasserwerken
i blichen Grössenordnung von
0.5 g/m entspricht.
Die Substanzen in der grauen Zone lassen
sich nur über einen indirekten Mechanismus
zu Tochtermolekülen oxidieren.
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